• 제목/요약/키워드: asymptotically optimal

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Stabilizing Solutions of Algebraic Matrix riccati Equations in TEX>$H_\infty$ Control Problems

  • Kano, Hiroyuki;Nishimura, Toshimitsu
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1994년도 Proceedings of the Korea Automatic Control Conference, 9th (KACC) ; Taejeon, Korea; 17-20 Oct. 1994
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    • pp.364-368
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    • 1994
  • Algebraic matrix Riccati equations of the form, FP+PF$^{T}$ -PRP+Q=0. are analyzed with reference to the stability of closed-loop system F-PR. Here F, R and Q are n * n real matrices with R=R$^{T}$ and Q=Q$^{T}$ .geq.0 (nonnegative-definite). Such equations have been playing key roles in optimal control and filtering problems with R .geq. 0. and also in the solutions of in H$_{\infty}$ control problems with R taking the form R=H$_{1}$$^{T}$ H$_{1}$-H$_{2}$$^{T}$ H$_{2}$. In both cases an existence of stabilizing solution, i.e. the solution yielding asymptotically stable closed-loop system, is an important problem. First, we briefly review the typical results when R is of definite form, namely either R .geq. 0 as in LQG problems or R .leq. 0. They constitute two extrence cases of Riccati to the cases H$_{2}$=0 and H$_{1}$=0. Necessary and sufficient conditions are shown for the existence of nonnegative-definite or positive-definite stabilizing solution. Secondly, we focus our attention on more general case where R is only assumed to be symmetric, which obviously includes the case for H$_{\infty}$ control problems. Here, necessary conditions are established for the existence of nonnegative-definite or positive-definite stabilizing solutions. The results are established by employing consistently the so-called algebraic method based on an eigenvalue problem of a Hamiltonian matrix.x.ix.x.

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Symmerge 알고리즘의 복잡도 (Complexity of the Symmerge Algorithm)

  • 김복선
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.272-277
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    • 2008
  • [ $m{\leq}n$ ]을 만족하는 m과 n을 두 입력수열이라고 했을 때 Symmerge는 비교횟수와 관련해 복잡도 $O(m{\log}{\frac{n}{m}})$를 필요로 하는 stable minimum storage 머징 알고리즘이다. 그러므로 비교횟수와 관련된 머징의 점근적 하계 ${\Omega}(m{\log}{\frac{n}{m}})$에 의해 Symmerge 알고리즘은 최적 알고리즘에 해당함을 알 수 있다. Symmerge는 두 입력수열의 분할 (partition)과 로테이션 (rotation)을 통해 얻어지는 수열들에 알고리즘의 재귀적 콜 (recursive call)이 적용되는 divide 와 conquer 기술을 이용한다. 이로 인해 수열들이 반복해서 분할과 로테이션 되는데 특히 재귀의 깊이가 m-1 가 되는 경우에 있어서 두 입력수열의 길이의 관계를 알아보고자 한다.

포톤 카운팅 선형판별법을 이용한 저해상도 얼굴 영상 인식 (Low Resolution Face Recognition with Photon-counting Linear Discriminant Analysis)

  • 염석원
    • 대한전자공학회논문지SP
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    • 제45권6호
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    • pp.64-69
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    • 2008
  • 얼굴영상의 인식 기술은 보안과 감시를 비롯하여 머신 인터페이스와 콘텐츠 검색 등에서 활용이 광범위 하다. 그러나 주로 고해상도 영상이 연구의 대상이었고 원거리에서 획득된 저해상도 표적에 대하여 상대적으로 드물게 연구가 이루어졌다. 본 논문에서는 포톤 카운팅(Photon-counting) 선형판별법을 이용하여 저해상도 환경에서 얼굴영상의 인식을 수행한다. 포톤 카운팅 선형판별법은 Fisher 선형 판별법에서 발생하는 특이행렬 문제없이 Fisher의 최적화 기준을 실현한다. 즉, 차원의 축소나 특징 추출 과정 없이 고차원 공간에서 최적화된 투영을 위한 선형판별함수를 구성하고 이를 이용하여 판정하므로 저해상도 환경을 비롯한 얼굴영상의 왜곡의 극복에 효과적이다. 실험 결과는 제안한 방법이 주성분 분석을 활용하는 Eigen face 또는 주성분 분석과 Fisher 선형판별법이 결합된 Fisher face보다 우수하다는 것을 보여준다.

두 셀 시스템 환경에서 하이브리드 모드 빔형성 성능에 대한 연구 (On The Performance of a Hybrid Mode Beamforming in A Two-Cell System)

  • 양장훈;채혁진;김동구
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37A권12호
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    • pp.1133-1139
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    • 2012
  • 본 논문에서는 연계 빔형성과 비연계 빔형성 방법이 동시에 가능한 하이브리드 모드 빔형성 (HMB) 방법을 제안한다. HMB는 점근적으로 합 전송 증가율에 있어서 최적의 빔형성 방법임을 증명한다. 다양한 모의 실험을 통해서 HMB는 대칭 간섭 채널 환경에서 연계 빔형성 방법과 거의 동일한 성능을 달성함을 보인다. 또한, 보다 현실적인 비대칭적 간섭 채널 환경에서는 비대칭 채널 환경에서 연계 빔형성의 전력 비효율성으로 인한 성능의 저하를 갖지만, 연계 빔형성 방법보다는 우수한 성능을 갖는다는 것을 보인다.

A Study on Bias Effect on Model Selection Criteria in Graphical Lasso

  • Choi, Young-Geun;Jeong, Seyoung;Yu, Donghyeon
    • Quantitative Bio-Science
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    • 제37권2호
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    • pp.133-141
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    • 2018
  • Graphical lasso is one of the most popular methods to estimate a sparse precision matrix, which is an inverse of a covariance matrix. The objective function of graphical lasso imposes an ${\ell}_1$-penalty on the (vectorized) precision matrix, where a tuning parameter controls the strength of the penalization. The selection of the tuning parameter is practically and theoretically important since the performance of the estimation depends on an appropriate choice of tuning parameter. While information criteria (e.g. AIC, BIC, or extended BIC) have been widely used, they require an asymptotically unbiased estimator to select optimal tuning parameter. Thus, the biasedness of the ${\ell}_1$-regularized estimate in the graphical lasso may lead to a suboptimal tuning. In this paper, we propose a two-staged bias-correction procedure for the graphical lasso, where the first stage runs the usual graphical lasso and the second stage reruns the procedure with an additional constraint that zero estimates at the first stage remain zero. Our simulation and real data example show that the proposed bias correction improved on both edge recovery and estimation error compared to the single-staged graphical lasso.

A novel aerodynamic vibration and fuzzy numerical analysis

  • Timothy Chen;Yahui Meng;Ruei-Yuan Wang;ZY Chen
    • Wind and Structures
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    • 제38권3호
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    • pp.161-170
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    • 2024
  • In recent years, there have been an increasing number of experimental studies showing the need to include robustness criteria in the design process to develop complex active control designs for practical implementation. The paper investigates the crosswind aerodynamic parameters after the blocking phase of a two-dimensional square cross-section structure by measuring the response in wind tunnel tests under light wind flow conditions. To improve the accuracy of the results, the interpolation of the experimental curves in the time domain and the analytical responses were numerically optimized to finalize the results. Due to this combined effect, the three aerodynamic parameters decrease with increasing wind speed and asymptotically affect the upper branch constants. This means that the aerodynamic parameters along the density distribution are minimal. Taylor series are utilized to describe the fuzzy nonlinear plant and derive the stability analysis using polynomial function for analyzing the aerodynamic parameters and numerical simulations. Due to it will yield intricate terms to ensure stability criterion, therefore we aim to avoid kinds issues by proposing a polynomial homogeneous framework and utilizing Euler's functions for homogeneous systems. Finally, we solve the problem of stabilization under the consideration by SOS (sum of squares) and assign its fuzzy controller based on the feasibility of demonstration of a nonlinear system as an example.

정상 가우시안 소오스와 음성 신호용 변환 격자 코드에 대한 훈련 알고리즘 개발 (A Training Algorithm for the Transform Trellis Code with Applications to Stationary Gaussian Sources and Speech)

  • 김동윤;박용서;황금찬
    • 한국음향학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.22-34
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    • 1992
  • 변환 격차 코드는 모든 레이트에서 정상 가우시안 소오스와 자승 오차 왜곡에 대해 최적코드이다. 본 논문은 실제 데이타의 통계적 특성에 잘 맞는 코드를 얻기 위해 점근적으로 최적인 변환 격자 코드를 훈련시켰다. 훈련 알고리즘은 격자 코드북을 탐색하기위한 M알고리즘과 코드북을 새롭게하기 위한 LBG 알고리즘을 사용했다. 훈련된 변환 격자 코드의 성능을 조사하기 위해서 상관 계수가 0.9인 1차 AR 가우시안 소오스와 실제 음성 데이타를 사용하였다. 1차 AR 소오스에서, 훈련에 사용되지 않은 데이타에 대한 SNR은 레이트에 따라 샤논의 정보량 왜곡 함수에 의한 SNR보다 0.6에서 1.4dB 낮았으나, 이것은 같은 계산량을 사용한 다른 코딩 결과들보다 우수 했다. 실제 음성 데이타는 레이트 1.0 bits/sample에서 코딩을 했으며, 보다 좋은 성능을 얻기 위해 윈도우 함수와 이득 적용을 사용했다.

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지리정보시스템에서 고속도로 연결 문제의 가변적 근사기법 (An Adaptive Approximation Method for the Interconnecting Highways Problem in Geographic Information Systems)

  • 김준모;황병연
    • 한국공간정보시스템학회 논문지
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    • 제7권2호
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    • pp.57-66
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    • 2005
  • 고속도로 연결문제(Interconnecting Highways problem)는 VLSI 설계, 광 또는 유선 네트워크의 설계, 도로 건설 계획 등의 분야에서 도출되는 여러 가지 배치문제들을 대표하는 추상화 된 문제이다. 도로 건설에 있어 기존의 지점들을 가장 짧은 거리로 상호 연결하는 도로망은 다른 도로망들에 비해 경제적인 면에서 많은 이익을 가져다준다. 즉, 기존의 도로나 도시들을 상호 연결하는 새로운 도로망을 찾는 문제는 중요한 이슈가 된다. 본 논문에서는 NP-hard 문제인 고속도로 연결문제에 대해 '최적에 점근하는 결과치'를 내는 근사방법을 제안한다. 이 방법은 컴퓨팅 자원이 지원되는 한 최적치에 점근하는 근사-결과치를 구할 수 있도록 한다. 따라서 실제 응용에서는 제안된 근사방법에서 산출되는 근사치를 사실상의 최적치로 간주할 수 있게 된다. 선행연구에서의 근사방법과 달리 본 논문에서 제안된 방법은 주어진 문제 인스턴스의 속성에 부합하는 알고리즘을 만들어 낼 수 있도록 하는 큰 장점을 가진다.

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일라이어스와 페레즈의 방식에 기반한 하이브리드 무작위화 함수 (A Hybrid Randomizing Function Based on Elias and Peres Method)

  • 배성일;김민수
    • 한국컴퓨터정보학회논문지
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    • 제17권12호
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    • pp.149-158
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    • 2012
  • 본 논문에서는 점근적으로 최적인 두가지의 무작위화 함수인 일라이어스(Elias) 함수와 페레즈(Peres) 함수의 장단점을 고려한 하이브리드 무작위화 함수를 제안한다. 무작위화 함수는 편향성이 있는 무작위수의 공급원으로부터 균등한 무작위수를 생성하는데 쓰이는 알고리즘을 수학적으로 추상화한 것이다. 일라이어스 함수와 페레즈 함수는 입력의 길이가 무한으로 증가함에 따라 그 출력효율성이 정보론적 한계치에 다가간다. 특히, 일라이어스 함수는 주어진 (유한의) 입력길이에 대해 최적인 무작위화 함수이다. 그러나 그 계산은 간단하지 않고, 주어진 입력길이에 의존한다. 반면, 페레즈 함수는 정해진 입력의 길이에 대해 출력효율이 최적이지는 않으나, 점근적으로는 최적이고, 간단한 재귀식에 의해 정의되어서 그 계산이 매우 간단하고 적은 메모리를 필요로 한다. 이러한 계산복잡도와 출력효율에 대한 두가지 무작위화 함수의 장단점에 주목하여, 각각의 장점을 고려한 하이브리드 무작위화 함수를 제안하고 이를 분석한다.

표본 적응 프로덕트 양자기에 기초한 격자 벡터 양자화의 엔트로피 부호화와 무기억성 가우시언 분포에 대한 성능 분석 (Entropy-Coded Lattice Vector Quantization Based on the Sample-Adaptive Product Quantizer and its Performance for the Memoryless Gaussian Source)

  • 김동식
    • 전자공학회논문지
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    • 제49권9호
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    • pp.67-75
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    • 2012
  • 높은 전송률에서 엔트로피 제한 양자화를 수행 시 최적의 양자기는 격자(lattice) 형태의 부호책을 가지는데, 규칙적인 구조로 인하여 양자화 과정이 단순하며, 격자의 형태에 따라 여러 양자화 알고리듬이 제안되어있다. 이러한 격자 벡터 양자기(vector quantizer: VQ)는 표본 적응 프로덕트 양자기(sample-adaptive product quantizer: SAPQ)를 사용하여 구현이 가능하며, 그 출력도 단순하게 엔트로피 부호화가 가능하다. 본 논문에서는 SAPQ에 기초한 엔트로피 부호화 방법을 제안하고, 무기억성(memoryless) 가우시언 분포에 대하여 여러 제안한 격자 VQ를 구현하고 양자화 에러 곡선을 엔트로피에 대하여 구하여 그 성능을 비교하였다. 실험을 통하여 전송률이 증가하면서 균등 분포에 이론적으로 얻는 이득과 비슷한 이득을 무기억성 가우시언 분포에서도 SAPQ의 출력을 엔트로피 부호화함으로 얻을 수 있음을 확인하였다.